氢燃料电池客车滚翻的仿真及改进设计.pdf

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1、ISSN1674．8484汽车安全与节能学报，2014年，第5卷第1期7／13CN11—5904／UJAutomotiveSafetyandEnergy,2014．Vo1．5No．158—64氢燃料电池客车滚翻的仿真及改进设计马春生，李导，张金换(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084，中国)摘要：综合考虑了车辆结构中的剩余空间、氢气瓶和电池在客车滚翻中的安全，建立了一种新的评价方法。该方法是根据国内外相关的法规和标准，以满足欧洲经济委员会汽车法规ECER66滚翻测试的要求。针对某款国内氢燃料电池大客车，利用有限元软件LS-DYNA，建立了有限元模型

2、。改进了该氢燃料电池大客车的气瓶布置方式，增加了泡沫铝缓冲梁，并对这些方案进行仿真。结果表明：泡沫铝缓冲梁能减小原有氢气瓶的加速度峰值的30％，从而，提升了该车的氢安全。关键字：汽车工程；被动安全；滚翻碰撞；燃料电池客车；剩余空间；氢气瓶；泡沫铝缓冲梁中图分类号：U461．91文献标识码：AD0l：10．3969~．issn．1674-8484．2014．01．007Simulationsforahydrogenfuelcellbusunderrolling-crash1●J●l'‘ancInSimproveddesignMAChunsheng，LIDao，ZHAN

3、GJinhuan(StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,TsinghuaUniversity,Beijing100084，China)Abstract：Anewevaluationmethodwasestablishedwithtakingaccounl0ftheresiduaIspace0fvehiclestructure，hydrogenfuelcellandhydrogentankunderrolling·crash．Themethodwasinaccordamcewiththesafetyregulati

4、onsandstandardsofdiferentcountriestomeettherequirementsoftheECER66bytheEconomicCommissionofEurope．Afiniteelementmodel(FEM)wasmadebyusingLS-DYNAforahydrogenfuelcellbusmadeinChina．Themodelwasusedtosimulatesomeschemesforthedifferentarrangementsofhydrogentanksandfortheconditionwithaddingfo

5、amedaluminumbumperbeam．Theresultsshowthatusingfoamedaluminumbumper-beamdecreases30％ofthehydrogentankpeakacceleration．Therefore，thevehiclehydrogensafetyisimproved．Keywords：vehicleengineering；passivesafety；roll-crash；fuelcellbus；hydrogentank；foamedaluminumbumperbeam收稿日期／Received：2013—12—

6、12基金项目／Supportedby：国家‘‘／六三”高技术项目(2011AA11A269)第一作者／Firstauthor：马春生(1979一，男(汉)，北京，副研究员。E-mail：machunsheng@mail．tsinghua．edu．cn第二作者／Secondauthor：李导(1991一)，男(汉)，湖南，硕士研究生。E—mail：L．payne198@gmail．com马春生，等：氢燃料电池客车滚翻的仿真及改进设计59近年来，大客车滚翻交通事故时有发生，造成“群用装置及安装有天然气装置的机动车的统一规定》中死群伤”的严重后果。对于传统结构的大客车滚翻

7、安全对客车天然气瓶安装有加速度限制，但对于碰撞时可性评定，一般依据联合国欧洲经济委员会的法规ECE承受的加速度没有规定。国标GB／T20734．2006《液化R66《关于大型客车上层结构强度认证的统一规定》]天然气汽车专用装置安装要求》隅规定天然气气瓶固进行。通过测量其滚翻后的剩余空间(residualspace)J定支架的紧固件不能松动，同时气瓶的动态位移小于来评价乘员生存所需的空间是否被严重侵入。13mm。本文拟规定燃料电池客车滚翻中氢气瓶的位全球日益严峻的能源危机使得燃料电池客车成为移小于13mm。一种可行的未来能源解决方案。燃料电池客车较传统1．3电池安